已知碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热易分解、能与酸反应.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物.某学校化学研究小组以孔雀石为原料

已知碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热易分解、能与酸反应.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物.某学校化学研究小组以孔雀石为原料

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已知碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热易分解、能与酸反应.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物.某学校化学研究小组以孔雀石为原料制备CuSO4•5H2O的流程如下:

请回答下列问题:
(1)流程中,X的化学式是______;由溶液B获得CuSO4•5H2O,需要经过加热蒸发、______、过滤等操作.
(2)若通过置换反应由溶液B制备金属铜,反应的化学方程式是______.
若选用下列物质与氧化铜反应制备铜,写出反应的化学方程式:
①选用非金属单质______:
②选用氧化物______.
(3)工业上用焦炭在高温电炉中还原SiO:可得到含有少量杂质的Si和CO,反应的化学方程式是
______,该反应类型为______.
答案
(1)①孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其主要杂质为Fe、Si等,是以铁盐或者铁的氧化物形式存在,而S是以二氧化硅的形式存在,二氧化硅不溶解于酸.所以用稀硫酸浸取孔雀石粉,其中铜、铁以硫酸盐的形式进入溶液,SiO2作为不溶物而分离出来.故X的化学式为:H2SO4
②溶液中残留的少量Fe3+及其它可溶性杂质则可利用CuSO4•5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质,通过重结晶的方法除去.重结晶后,杂质留在母液中,从而达到纯化CuSO4•5H2O的目的.故答案为:冷却结晶或结晶.
(2)在金属活动顺序中,金属的位置越靠前它的活动性就越强;排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气,而且位置在前的金属可以把位于其后的金属从他们的盐溶液中置换出来.故答案为:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu(其他合理答案也可).
利用非金属单质碳或氢气及一氧化碳与氧化铜反应制铜,利用的是它们的还原性质,在这一反应中,氧化铜中的氧被夺去,铜被还原出来,所以答案为:
①2CuO+C
高温
.
2Cu+CO2↑或CuO+H2
.
Cu+H2O
②CuO+CO
.
Cu+CO2
(3)SiO2与C在高温下的反应原理和氧化铜与碳的反应原理相同,是还原反应.因为SiO2是氧化物,但同时它又是化合物的一种,所以他们之间的反应又是置换反应.故答案为:SiO2+2C
高温
.
Si+2CO↑,置换反应.
举一反三
工业炼铁
(1)原理:在高温下,利用还原剂______将铁从铁矿石里的铁______出来.
一氧化碳还原氧化铁的实验现象:______,澄清石灰水变______,尾气燃烧产生______火焰.
下面是该实验主要步骤:①检验装置的气密性、②装入药品并固定、③向玻璃管内通入一氧化碳气体、④给氧化铁加热、⑤停止加热、⑥停止通入一氧化碳.正确顺序:______
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
①焦炭的作用:______、______;
②石灰石的主要作用______.
(3)主要设备:高炉.高炉中发生的主要反应有:______、______、______.
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(1)高炉中用赤铁矿炼铁的主要化学方程式为______,其中氧化铁中的氧被夺去,发生______反应.物质发生氧化反应的元素,其化合价会______(填“升高”、“降低”或“不变”).
(2)己知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可以是______A.9:20:5B.18:40:33C.2:5:3D.5:6:3
(3)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用______.
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炼铁选用的铁矿不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的.常见的铁矿有:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是2Fe2O3•3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2).你认为最适宜炼铁的矿石是______,理由是______.
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